Bilan énergétique
-La puissance d'ITER est de 450 MW, son énergie produite pendant 400 secondes est donc:
450 x 400/3600=50MWh
La production actuelle française d’électricité par le nucléaire est de 442TWh par an soit 442 x 10e6MWh par an.
Pour couvrir cette production, les réacteurs à fusion devraient donc faire un nombre de décharges équivalent à:
442 x 10e6/50=8,84 x 10e6
Un seul réacteur de type expérimental comme ITER devrait donc faire 8.84 millions de décharges par an ce qui correspond à environ 24 300 décharges par jour pour couvrir la totalité de la production électrique Française par fission nucléaire.
-Le nombre de réacteurs de type ITER nécessaires à produire de l’électricité pour la France en fonction de leur durée de cycle de combustion se traduit par l'équation:
24 300=(86400/x) * y avec x le temps d'un cycle de charge en seconde avec un minimum de 400 et y le nombre de réacteurs en France.
y=24 300/(86400/x)
y=(24 300/86400)x
y=9x/32
-Pour un idéal de x= 405, c'est-à-dire 400 secondes de fusion, et 5 secondes pour recharger le réacteur (supposition)
On a besoin de 9 x 405/32=114 réacteurs.
Pour un temps de recharge de 5 secondes, on a besoin de 114 réacteurs pour remplacer la totalité des réacteurs à fission.
- Le temps de recharge réel d'ITER se rapprocherait plutôt de 400 secondes (supposition car aucune expérience n'a jamais été tentée dans ce cas), il aurait donc un cycle de charge de 800 secondes.
Cela correspond à:
9 x 800/32=225 réacteurs.
-Sachant qu'il y a 58 réacteurs nucléaires aujourd'hui en France, le facteur de capacité liant dans ces conditions un réacteur à fission et un réacteur à fusion est:
225/58=3.9
Donc environ 4 réacteurs expérimentaux du type ITER équivalent en moyenne à un réacteur actuel à fission.
-La puissance médiane des éoliennes industrielles en France est d'environ 1MW c'est-à-dire une production annuelle de 8 766MWh.
Un réacteur à fission produit chaque année:
50 x (31 x 10e6 / 800) = 1,937 x 10e6 MWh
Donc:
1.937 x 10e6 / 8 766 = 220
Il faudrait 220 éoliennes pour égaliser la production d'un réacteur à fission nucléaire.
En termes économiques, pour une éolienne moyenne, il faut compter environ 3 millions d'euro d'investissement. ITER coûte en recherche et installation 13 milliards d'euros.
On a donc : 13 x10e9 / 3 x10e6 = 4 330
On pourrait, à la place de construire ITER, construire environ 4 330 éoliennes.
Pour faire un bilan rapide, on constate qu'un réacteur à fusion expérimental est encore loin d'égaler la puissance des centrales à fission nucléaire. Cependant il faut garder en mémoire qu'il ne s'agit ici que de supposition sur la durée de rechargement qui devrait être améliorée. Le réacteur ITER serait également moins puissant que le réacteur DEMO et le temps de recharge de celui-ci avoisinerait le quart d'heure ou 2h pour un fonctionnement de 2h à 3h ou plusieurs jours.
Sachant que le coût de construction du réacteur ITER comprend le prix des recherches effectuées, si un jour la fusion peut être commercialisée, le coût de construction d'un Tokamak sera moindre.
450 x 400/3600=50MWh
La production actuelle française d’électricité par le nucléaire est de 442TWh par an soit 442 x 10e6MWh par an.
Pour couvrir cette production, les réacteurs à fusion devraient donc faire un nombre de décharges équivalent à:
442 x 10e6/50=8,84 x 10e6
Un seul réacteur de type expérimental comme ITER devrait donc faire 8.84 millions de décharges par an ce qui correspond à environ 24 300 décharges par jour pour couvrir la totalité de la production électrique Française par fission nucléaire.
-Le nombre de réacteurs de type ITER nécessaires à produire de l’électricité pour la France en fonction de leur durée de cycle de combustion se traduit par l'équation:
24 300=(86400/x) * y avec x le temps d'un cycle de charge en seconde avec un minimum de 400 et y le nombre de réacteurs en France.
y=24 300/(86400/x)
y=(24 300/86400)x
y=9x/32
-Pour un idéal de x= 405, c'est-à-dire 400 secondes de fusion, et 5 secondes pour recharger le réacteur (supposition)
On a besoin de 9 x 405/32=114 réacteurs.
Pour un temps de recharge de 5 secondes, on a besoin de 114 réacteurs pour remplacer la totalité des réacteurs à fission.
- Le temps de recharge réel d'ITER se rapprocherait plutôt de 400 secondes (supposition car aucune expérience n'a jamais été tentée dans ce cas), il aurait donc un cycle de charge de 800 secondes.
Cela correspond à:
9 x 800/32=225 réacteurs.
-Sachant qu'il y a 58 réacteurs nucléaires aujourd'hui en France, le facteur de capacité liant dans ces conditions un réacteur à fission et un réacteur à fusion est:
225/58=3.9
Donc environ 4 réacteurs expérimentaux du type ITER équivalent en moyenne à un réacteur actuel à fission.
-La puissance médiane des éoliennes industrielles en France est d'environ 1MW c'est-à-dire une production annuelle de 8 766MWh.
Un réacteur à fission produit chaque année:
50 x (31 x 10e6 / 800) = 1,937 x 10e6 MWh
Donc:
1.937 x 10e6 / 8 766 = 220
Il faudrait 220 éoliennes pour égaliser la production d'un réacteur à fission nucléaire.
En termes économiques, pour une éolienne moyenne, il faut compter environ 3 millions d'euro d'investissement. ITER coûte en recherche et installation 13 milliards d'euros.
On a donc : 13 x10e9 / 3 x10e6 = 4 330
On pourrait, à la place de construire ITER, construire environ 4 330 éoliennes.
Pour faire un bilan rapide, on constate qu'un réacteur à fusion expérimental est encore loin d'égaler la puissance des centrales à fission nucléaire. Cependant il faut garder en mémoire qu'il ne s'agit ici que de supposition sur la durée de rechargement qui devrait être améliorée. Le réacteur ITER serait également moins puissant que le réacteur DEMO et le temps de recharge de celui-ci avoisinerait le quart d'heure ou 2h pour un fonctionnement de 2h à 3h ou plusieurs jours.
Sachant que le coût de construction du réacteur ITER comprend le prix des recherches effectuées, si un jour la fusion peut être commercialisée, le coût de construction d'un Tokamak sera moindre.